Semáforo (Examen Final)

Se desea regular el trafico en un determinado cruce conflictivo entre dos avenidas de direccion unica para ello. se hace patente la necesidad de instalar un semaforo, en el que los tiempos en los que se permire rluz verde) y se prohibe (luz roja) el paso de vehiculos dependan del tratico existente en todo momento en una de las dos avenidas (la principal) El funcionamiento ciclico deseado es el siguiente

Inicialmente, el semaforo de la principal avenida, estara en verde durante 40 segundos y 60 seg en rojo Si durante el tiempo en que esta en verde (40 seg), atraviesan el citado cruce por la via principal 10 o mas vehiculos deben de cambiar las temporizaciones. de modo que el semaforo, en este mismo ciclo, este 60 seg en verde y 40 seg en rojo.

Cada vez que el semaforo principal se pone en verde, las temporizasiones serán las inciales (verde 40 ses rojo -60 ses).

Para contabilizar los vehículos que atraviesan el cruce por la citada avenida principal. Se dispone de un sensor que suministra una señal de +5V cuando detecte la presencia de un vehículo entre el emisor y el receptor de una célula fotoeléctrica permaneciendo a tensión cero en caso contrario.

1. Controlador de Semáforos

Para el desarrollo de este ejercicio se utilizó un total de 4 componentes los cuales se verán explicados a continuación.

• Detector de secuencia

Debido al comportamiento requerido de encendido y apagado de los leds se necesitaba crear un componente el cual fuese capaz de detectar la secuencia 01,10, el diseño
de este se realiza en Moore ya que se requiere que la salida dependa de los estados.

Primero se realiza el diagrama de estados y con este el mapa de karnought para así lograr encontrar las ecuaciones que definirán el circuito requerido, una vez determinado el circuito se explicará de forma breve su funcionamiento.

Su funcionamiento es muy básico, cuando Rer es un 1 y Rev 0 su salida se va a mantener en 1, cuando el tiempo del semáforo se cumple se envía un pulso a Rev lo que genera que Rer=0 y Rev=1 generando asi un 0 a su salida y manteniéndolo hasta volver a recibir un pulso de Rer.

Su funcionamiento es muy básico, cuando Rer es un 1 y Rev 0 su salida se va a mantener en 1, cuando el tiempo del semáforo se cumple se envía un pulso a Rev lo que genera que Rer=0 y Rev=1 generando asi un 0 a su salida y manteniéndolo hasta volver a recibir un pulso de Rer.

• Controlador de colores

El controlador de colores es un dispositivo que se encarga de seleccionar en que casos se acciona uno de los contadores para los dos colores, esto quiere decir que cuando sus entradas son las requeridas iniciara el conteo del tiempo para la luz roja o la luz verde, por ello su salida es de cinco bit ya que el conteo realizado va hasta 60, la salida D0 es la salida del contador para el led rojo, la salida D1 es la salida del led verde.

El circuito interno de este elemento se ve en la imagen anterior y su funcionamiento consiste en que si el Rdn es 0 va a activar el reloj del contador rojo lo cual lo coloca en funcionamiento, lo mismo ocurre para la entrada Rdt, además de esto se usa el pulso Rer para resetear el contador rojo y Rev para resetear el contador verde.

• Comparadores RV

Este componente posee dos comparadores en su interior, uno de ellos compara la entrada con 40 y el otro con 40, cuando E es igual a 40 la salida de S1 se coloca en un 1 lógico, cuando E es igualo a 60 la salida en S0 se coloca en el valor de un 1 logico.

• Control M y R

La función de este componente es de contar la cantidad de carros que van a pasar por la vía principal, si la cantidad de estos es igual a 10 este componente mandara un 1 logico a su salida Pul, de lo contrario esta salida será cero y la salida M será 1, este componente solo entra en funcionamiento cuando el led verde esta encendido, A continuación se mostrara el circuito que contiene este componente y se realizara una breve explicación.

En la figura anterior se muestra el circuito que contiene este componente, solo cuando Vdt y Sens se encuentran en un 1 logico el contador comenzara a trabajar, y dara una salida a un comparador que genera un 1 logico cuando el valor del contador es igual a 10, de lo contrario generara un 0, por ultimo la entrada Rer cumple la función de resetear el circuito y la salida M es Pul’.

Una vez explicados cada uno de los componentes utilizados se proceden a conectar como se muestra en la siguiente imagen y el video que se encuentra en la parte superior del blog explicando el funcionamiento general del circuito